深空通信教学PPT课件.ppt

第11章深空通信目录一、深空通信的内涵、特点及发展现状二、深空通信的频段三、深空通信系统的结构及工作原理四、深空通信的跟踪、测量、控制技术五、深空通信的调制解调/编译码技术六、对月及对太空探测技术一、深空通信的内涵、特点及发展现状深空通信的内涵深空通信的任务深空探测对通信和测控的要求深空通信的特点深空通信存在的问题深空通信的发展现状深空通信的内涵深空通信是相对于“近空通信”而言的“近空通信”指的是地球轨道上运行的航天器与地球上的实体之间的通信,通信距离为数百至数万公里深空通信指的是地球上的实体与离开地球卫星轨道进入太阳系的航天器之间的通信,通信距离达几十万、几亿至几十亿公里。深空通信的任务(1/3)航天器通过“下行链路”(从航天器至地球站,也称遥测链路)回传航天器在深空所获取的信息为实施对航天器的控制与引导,需要经上行链路(也称遥控链路)向航天器传送跟踪和指令信息。深空通信的跟踪分系统向航天器发射被指令信号和测距信号调制的标准载波从接收信号可提取的信息包括含多普勒信息的接收信号频率信号传输往返延时接收信号入射方向接收信号强度记录信号波形和频谱深空通信的任务(2/3)遥测分系统接收来自航天器的科学数据、工程数据和图像数据。科学数据是指航天器传感器获取的探测对象信息数据工程数据是指航天器上仪器、仪表和系统状态信息数据图像数据的信息量较科学数据、工程数据大很多,传输“行星任务”获得的图像需要几十至几百kb/s的速率此外,回传的信息还包括航天器对遥控信号的应答信号深空通信的任务(3/3)深空探测对通信和测控的要求能将地球站的波束瞄准航天器,建立空地链路,称为角跟踪;能测量出地球到航天器天球上的角位置、距离和速度,称为测轨;能将航天器引导到距离目标的质心或边缘的一定距离以内,称为导航;能将航天器内各分系统的观测一起的工作状况传到地球站,使地面控制中心了解航天器的运行情况,称为遥测;能将航天器观测到的数据和图像传到地球站,称为数传;地球站能对航天器自主运行不能解决的故障,利用上行链路发出命令进行辅助性干预,称为遥控。深空通信的特点通信距离极其遥远,链路损耗大,接收信号极其微弱,接收信噪比低由于信号传输距离及其遥远,导致信号传输时延很长航天器上的通信系统要求具有极高的可靠性由于深空探测器平台的限制,发射天线增益有限,发射功率通常不超过20~30W信道为AWGN(加性白高斯噪声)模型信道带宽不受限制深空通信存在的问题信息传输距离极远,引起的路径损耗极大断续测控和通信问题高精度的导航和定位问题